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解決方案

超高精度光刻工藝用于電池研發(fā)

來源:青海新聞網(wǎng)2019-12-25 我要評論(0 )   

一支充滿激情的10人團隊,勇于創(chuàng)新、敢于嘗試;一群平均年齡28歲的年輕人,充滿激情、富于創(chuàng)造;一個剛成立不久的研發(fā)中心卻成了

一支充滿激情的10人團隊,勇于創(chuàng)新、敢于嘗試;一群平均年齡28歲的年輕人,充滿激情、富于創(chuàng)造;一個剛成立不久的研發(fā)中心卻成了光伏科技創(chuàng)新的中堅力量。

12月12日,黃河公司高效電池研發(fā)實驗室歷時3個月,完全自主獨立研發(fā)出的新結(jié)構(gòu)高效IBC電池破殼而出,該電池工藝路線是專門針對青海、西藏等高紫外線地區(qū)定制研發(fā),為國內(nèi)其他區(qū)域的定制化電池研發(fā)提供了新的思路、方法和可供參考的經(jīng)驗。

與常規(guī)電池相比,此款I(lǐng)BC電池在300-500nm的短波范圍內(nèi)的光吸收提高了5-10%,在500-1100nm波段范圍內(nèi)光吸收提高1-2%。

電池轉(zhuǎn)換效率提升是整個光伏行業(yè)的一致追求。目前IBC電池是最先進的高效電池之一,但是工藝難度大,尤其背面叉指狀PN結(jié)的制備最為復(fù)雜困難。

此新結(jié)構(gòu)IBC電池的一大亮點是背面超精細的PN結(jié)圖案和背電極設(shè)計。常規(guī)激光設(shè)備無法滿足精度要求,而電池研發(fā)工程師常紀鵬負責開發(fā)的,擁有十二道工序的超高精度光刻工藝能夠很好滿足設(shè)計要求。在此前,光刻設(shè)備用于半導體芯片生產(chǎn)過程,很少用于電池研發(fā)。

“這個工藝流程不僅可以滿足IBC電池前后端的工藝匹配,而且精度要比常規(guī)的激光設(shè)備工藝精度更高,為以后超精細的IBC電池背面PN結(jié)區(qū)域設(shè)計提供了一種可行的技術(shù)支持及工藝路線。我們的最終目標,是要將目前所有電池中比較好的一些優(yōu)點結(jié)合在一起,制作一種高效、穩(wěn)定的定制化N型電池?!背<o鵬說。

掩膜制備及其后續(xù)處理是比較關(guān)鍵且難把握的一項工藝,清洗過后仍殘留水印的問題一直困擾著研發(fā)團隊。在嘗試各種掩膜厚度及對應(yīng)的清洗刻蝕方案,前后使用了上百塊硅片試驗后,才取得了穩(wěn)定、可靠、成熟,高精度的光刻掩膜工藝,并先后攻克了圖形化離子注入、前表面制絨、圖形化激光開槽、背面圖形化金屬電極印刷等多個制備工藝。一次深夜微信群的討論中,有人提出將掩膜層變薄、同時將清洗液的濃度減小的方案,通過實驗,讓團隊苦惱許久的水印也終于消失了。

白天做實驗、晚上一起討論,利用閑暇時間歸納、總結(jié)的畫面更是屢見不鮮,可以說,充滿激情地一同拼搏是這支電池研發(fā)團隊的制勝法寶!

我們在皮秒激光的掩膜區(qū)開槽環(huán)節(jié),遇到了N區(qū)開槽寬度和圖紙設(shè)計不匹配,以及激光功率和頻率,和開槽寬度不匹配的問題,通過不斷調(diào)整工藝參數(shù)和重復(fù)實驗,我們最終將IBC電池N區(qū)的開槽寬度,控制在了±5微米以內(nèi),為IBC電池效率的提升邁出了關(guān)鍵一步?!彪姵匮邪l(fā)員李得銀說。

參數(shù)匹配、工序優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析、反復(fù)實驗……從量變到質(zhì)變,是一個漫長的過程,看似枯燥乏味的實驗,成果卻有著非凡的意義。團隊中的每個人都是一把“鑰匙”,他們不僅要精準地打開每一項技術(shù)突破之“鎖”,更要在全員合力推動下打開公司創(chuàng)新發(fā)展的大“鎖”。

“在沒有任何可供參考經(jīng)驗的情況下,我們將掩膜層厚度擴散方阻大小及均勻性等作為攻關(guān)重點,通過不斷的工藝優(yōu)化及數(shù)據(jù)分析,最終實現(xiàn)了最佳掩膜層厚度、最優(yōu)的掩膜層清洗方案、最優(yōu)的方阻大小及均勻性控制?!彪姵匮邪l(fā)員王冬冬說。

試,才有機會。干,才能成功。

也許正如他們所說的“技術(shù)突破靠的是團隊之間的協(xié)同創(chuàng)新,靠的是大家的集體智慧。”在自主創(chuàng)新的探索道路上,在這個年輕的團隊中,奇跡正在發(fā)生……

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光刻工藝電池研發(fā)
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